JPS5939713A - シリコン薄膜及びその製造方法 - Google Patents
シリコン薄膜及びその製造方法Info
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- JPS5939713A JPS5939713A JP14939982A JP14939982A JPS5939713A JP S5939713 A JPS5939713 A JP S5939713A JP 14939982 A JP14939982 A JP 14939982A JP 14939982 A JP14939982 A JP 14939982A JP S5939713 A JPS5939713 A JP S5939713A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
する。更に詳しくは、本発明は、非晶質シリコン相領域
と、微結晶を含むノリコン相領域とを、均一に分布せし
めた７リコン薄膜及びその製造方法に関する。
と、微結晶を含むノリコン相領域とを、均一に分布せし
めた７リコン薄膜及びその製造方法に関する。
従来から、非晶質シリコン薄膜の長所と、多結晶シリコ
ン薄膜の長所を併有したシリコン薄膜として、微結晶を
含有せしめたシリコン薄膜が知られている。この薄膜は
、非晶質膜としての光学的性質を有することは当然であ
るが、更に、微結晶が存在するだめに、膜全体としての
電気抵抗が著しく低下するという、すぐれた性質を有し
、更に、光学的バンドギャップも大きく、ドーピング効
果もよいために、良好なＰ型あるいはＮ型シリコン薄膜
とすることもできるものであった（特開昭５７−６７０
２０号）。
ン薄膜の長所を併有したシリコン薄膜として、微結晶を
含有せしめたシリコン薄膜が知られている。この薄膜は
、非晶質膜としての光学的性質を有することは当然であ
るが、更に、微結晶が存在するだめに、膜全体としての
電気抵抗が著しく低下するという、すぐれた性質を有し
、更に、光学的バンドギャップも大きく、ドーピング効
果もよいために、良好なＰ型あるいはＮ型シリコン薄膜
とすることもできるものであった（特開昭５７−６７０
２０号）。
しかしながら、従来法においては、第１４ｍ、含有する
微結晶の量的制御は可能であっても、微結晶の配向性や
粒径等、微結晶の状態を制御することはできなかったた
めに、製造するシリコン薄膜に特別の性能を持たせるよ
うに、シリコン薄膜の性能について、あらかじめ設計す
るということはできないという欠点があった。
微結晶の量的制御は可能であっても、微結晶の配向性や
粒径等、微結晶の状態を制御することはできなかったた
めに、製造するシリコン薄膜に特別の性能を持たせるよ
うに、シリコン薄膜の性能について、あらかじめ設計す
るということはできないという欠点があった。
第２に、微結晶を含有するシリコン薄膜を、グロー放電
プラズマにより製造する従来法においては、放電気体は
、水素によシ高希釈され、又、放電のだめの高周波電力
密度を高入力電力とするだめに、発生したプラズマの有
するエネルギー密度が大きく、反応室内に吸着している
不純物を脱着させて、生成したシリコン薄膜に、予期し
ない不純物を混入せしめる恐れがあり、又、微結晶量を
制御するだめには、ンシンと水素の混合比、入力電力、
基板温度の夫々を変化させる必要がある等、微結晶量の
制御が煩雑とならざるを得ないという欠点があった。
プラズマにより製造する従来法においては、放電気体は
、水素によシ高希釈され、又、放電のだめの高周波電力
密度を高入力電力とするだめに、発生したプラズマの有
するエネルギー密度が大きく、反応室内に吸着している
不純物を脱着させて、生成したシリコン薄膜に、予期し
ない不純物を混入せしめる恐れがあり、又、微結晶量を
制御するだめには、ンシンと水素の混合比、入力電力、
基板温度の夫々を変化させる必要がある等、微結晶量の
制御が煩雑とならざるを得ないという欠点があった。
本発明者らは、特願昭５７−１１４７８６号明細書に開
示した如く、基板にバイアスを印加しながら成膜するこ
とにより、上記従来法の、第２の欠点を除去し得ること
を見出しだ。
示した如く、基板にバイアスを印加しながら成膜するこ
とにより、上記従来法の、第２の欠点を除去し得ること
を見出しだ。
本発明者らは、更に詳細に研究した結果、グロー放電プ
ラズマと基板との間に網状グリッドを設け、該網状グリ
ッドと基板との間に、電圧を印加しながら成膜すること
によっても、上記従来法の第２の欠点である、微結晶量
の制御に際しての煩雑さを制御し得ること、及び、この
方法によれば、更に、生成する微結晶の配向性や、結晶
粒径をも制御し得ること、従って、これにより、シリコ
ン薄膜の物理的性質を制御し得ることを見出し、本発明
に到達したものである。
ラズマと基板との間に網状グリッドを設け、該網状グリ
ッドと基板との間に、電圧を印加しながら成膜すること
によっても、上記従来法の第２の欠点である、微結晶量
の制御に際しての煩雑さを制御し得ること、及び、この
方法によれば、更に、生成する微結晶の配向性や、結晶
粒径をも制御し得ること、従って、これにより、シリコ
ン薄膜の物理的性質を制御し得ることを見出し、本発明
に到達したものである。
従って、本発明の第１の目的は、物理的性質に異方性を
示す、シリコン薄膜を提供することにある。
示す、シリコン薄膜を提供することにある。
本発明の第２の目的は、非晶質シリコン相と、配向性を
有する微結晶シリコン相とが、均一に混在するシリコン
薄膜を提供すると表にある。
有する微結晶シリコン相とが、均一に混在するシリコン
薄膜を提供すると表にある。
本発明の第３の目的は、シリコン薄膜の物理的性質を容
易に制御することができる、シリコン薄膜の製造方法を
提供することにある。
易に制御することができる、シリコン薄膜の製造方法を
提供することにある。
本発明の第４の目的は、配向性を有するシリコン微結晶
を含有する、シリコン薄膜を製造する方法を提供するこ
とにある。
を含有する、シリコン薄膜を製造する方法を提供するこ
とにある。
本発明の第５の目的は、非晶質シリコン薄膜中に均一に
分散する、微結晶の結晶粒径を制御する方法を提供する
ことにある。
分散する、微結晶の結晶粒径を制御する方法を提供する
ことにある。
更に、本発明の第６の目的は、非晶質シリコン薄膜中に
、均一に分散する微結晶の量を、容易に制御する方法を
提供することにある。
、均一に分散する微結晶の量を、容易に制御する方法を
提供することにある。
即ち、本発明の第１は、シリコン原子を含むグロー放電
プラズマを用いて製造するシリコン薄膜において、グロ
ー放電プラズマと基板との間に、網状グリッドを設置し
、該網状グリッドと基板との間に、電圧を印加すること
によシ生成した、微結晶シリコン相と非晶質シリコン相
とが、均一に混在するシリコン薄膜であって、該微結晶
が、一定の配向性を有していることを特徴とする、シリ
コン薄膜である。
プラズマを用いて製造するシリコン薄膜において、グロ
ー放電プラズマと基板との間に、網状グリッドを設置し
、該網状グリッドと基板との間に、電圧を印加すること
によシ生成した、微結晶シリコン相と非晶質シリコン相
とが、均一に混在するシリコン薄膜であって、該微結晶
が、一定の配向性を有していることを特徴とする、シリ
コン薄膜である。
本発明の第２は、第１の発明にかかわるシリコン薄膜を
製造するに際し、綿状グリッドと基板との間に印加する
電圧を調整することにより、生成した非晶質シリコン相
の中に均一に混在する、微結晶シリコン相の結晶状態を
制御することを特徴とする、微結晶シリコン相と非晶質
シリコン相とが、均一に混在する・シリコン薄膜の製造
方法である。
製造するに際し、綿状グリッドと基板との間に印加する
電圧を調整することにより、生成した非晶質シリコン相
の中に均一に混在する、微結晶シリコン相の結晶状態を
制御することを特徴とする、微結晶シリコン相と非晶質
シリコン相とが、均一に混在する・シリコン薄膜の製造
方法である。
本発明において、シリコン原子を含むグロー放電プラズ
マとは、一般式５ｌｎＨ２ｎ＋２テ表ワサれるシラン、
又は、一般式５ｉＨｏ〜３Ｘ４〜１（Ｘ：ハロゲン元素
）で表わされるノ蔦ロゲン化シランのいずれか、又は、
これらのうちの任意の２種以上の混合ガスを原料ガスと
し、必要な場合には、生成するシリコン薄膜中に、不純
物元素を混在させるだめに、更に、いわゆるドーパント
ガスを混入せしめた混合ガスを、水素及び／又は希ガス
で希釈し、これを、高周波電磁場によシ、放電せしめた
プラズマ状態を意味するものである。この場合、原料ガ
スの、水素及び／又は希ガスによる希釈率を、低希釈率
から高希釈率までの広範囲の中から、任意に選択した」
二で、通常の条件で、プラズマを発生させることができ
る。
マとは、一般式５ｌｎＨ２ｎ＋２テ表ワサれるシラン、
又は、一般式５ｉＨｏ〜３Ｘ４〜１（Ｘ：ハロゲン元素
）で表わされるノ蔦ロゲン化シランのいずれか、又は、
これらのうちの任意の２種以上の混合ガスを原料ガスと
し、必要な場合には、生成するシリコン薄膜中に、不純
物元素を混在させるだめに、更に、いわゆるドーパント
ガスを混入せしめた混合ガスを、水素及び／又は希ガス
で希釈し、これを、高周波電磁場によシ、放電せしめた
プラズマ状態を意味するものである。この場合、原料ガ
スの、水素及び／又は希ガスによる希釈率を、低希釈率
から高希釈率までの広範囲の中から、任意に選択した」
二で、通常の条件で、プラズマを発生させることができ
る。
／リコン半導体に、Ｎ型半導体の特性を持たせたい場合
には、元素周期律表第Ｖ族元素、例えばリン、ヒ素等を
、シリコン薄膜中に含有せしめることが必要であり、Ｐ
型半導体の特性を持たせたい場合には、元素周期律表第
■族の元素、例えばホウ素やアルミニウム等を、シリコ
ン薄膜中に含有せしめることが必要でおることは、既に
知られている。
には、元素周期律表第Ｖ族元素、例えばリン、ヒ素等を
、シリコン薄膜中に含有せしめることが必要であり、Ｐ
型半導体の特性を持たせたい場合には、元素周期律表第
■族の元素、例えばホウ素やアルミニウム等を、シリコ
ン薄膜中に含有せしめることが必要でおることは、既に
知られている。
本発明においても、目的に応じて、これら■族又はＶ族
の気体化合物、又は単体蒸気を原料ガスに、いわゆるド
ーパントガスとして混入せしめることができるが、これ
らドーノくントガスとして、■族又はＶ族化合物の、例
えば、水素化物やノ・ロゲン化物等を使用することがで
きる。これらのドーパントガスとしては、例えば、Ｂ２
Ｈ６、ＰＨ３、ＰＦ３等があげられる。
の気体化合物、又は単体蒸気を原料ガスに、いわゆるド
ーパントガスとして混入せしめることができるが、これ
らドーノくントガスとして、■族又はＶ族化合物の、例
えば、水素化物やノ・ロゲン化物等を使用することがで
きる。これらのドーパントガスとしては、例えば、Ｂ２
Ｈ６、ＰＨ３、ＰＦ３等があげられる。
本発明で使用する基板は、減圧下において、揮発性の物
質を含まないことを要するが、その材料としては、ガラ
ス、金属の他、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬
化性樹脂、ポリイミド等のいわゆる耐熱性樹脂はもちろ
ん、ポリエステルその他の比較的軟化点の高い、高分子
化合物等を使用することができる。
質を含まないことを要するが、その材料としては、ガラ
ス、金属の他、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬
化性樹脂、ポリイミド等のいわゆる耐熱性樹脂はもちろ
ん、ポリエステルその他の比較的軟化点の高い、高分子
化合物等を使用することができる。
本発明の網状グリッドは、電極と同じ拐料、例えばステ
ンレスを用いることができるが、その設置位置について
は、該網状グリッドと基板、又は該網状グリッドと電極
間で、放電が起らない範囲において選ぶことができる。
ンレスを用いることができるが、その設置位置について
は、該網状グリッドと基板、又は該網状グリッドと電極
間で、放電が起らない範囲において選ぶことができる。
基板と網状グリッドの間が狭すぎると、網状グリッドの
下に、ンリコン層が形成されにくくなり、好ましくない
。網状グリッドの位置を設定することにより、基板又は
網状グリッドに印加する、バイアスの電圧範囲は、放電
が起らないように調整する必要があり、その意味におい
て、印加できるバイアスの範囲は制限される。以下、図
面を参照して、本発明によるシリコン薄膜の製造方法に
ついて説明する。
下に、ンリコン層が形成されにくくなり、好ましくない
。網状グリッドの位置を設定することにより、基板又は
網状グリッドに印加する、バイアスの電圧範囲は、放電
が起らないように調整する必要があり、その意味におい
て、印加できるバイアスの範囲は制限される。以下、図
面を参照して、本発明によるシリコン薄膜の製造方法に
ついて説明する。
第１図において、混合容器ｌを含めた全装置系を、油回
転ポンプ２及び油拡散ポンプ３によシ、約１０”ｔａｒ
ｒの真空度とし、７ランボンベ４及び水素ボンベ５、更
に、必要な場合には、ドーパントガスボンベ６又は７よ
り、ガスを、混合容器ｌに所要の割合で導入し、混合す
る。混合されたガスを、流量言（８を通して、反応室９
中に一定流量で導入する。反応室９中の圧力を、メイン
パルプ１０を操作して、真空系１１で監視しながら調整
し、所要の圧力に維持する。次に、高周波発振器１２で
、電極１３及びｌ ３’間に高周波電圧を印加して、グ
ロー放電を発生させ、プラズマ状態とする０ついで、ヒ
ーター１４で加熱さｉｔだ基台上に載置され、所要の温
度に加熱された基板１５と、該基板１５とプラズマの藺
に設置した、網状グリッド１６の間に直流定電圧発生装
置１７を介して、電圧を印加しながら成膜する。電圧の
網状グリッド１６に負バイアスを印加するか、又は、網
状グリッド１６をアースして、基板１５に正バイアスを
印加することが好ましい。このようにして、製造したシ
リコン薄膜のＸ線回折像は、非晶質に帰因するハローパ
ターンに加え、／リコン結晶に帰属される回折線が観測
されることから、非晶質相の中に微結晶が混在している
ことが確認される。各ミラー指数によシ特定される、回
折線強度の比は、シリコン薄膜の製造条件により変化す
る。即ち、本発明の方法によれば、印加するバイアスを
変化させることにより、シリコン薄膜中に混在する微結
晶の配向性を制御することができる。更に、本発明の方
法で生成したシリコン微結晶の粒径を、５ｃｈｅｒｒｅ
ｒの式を用いて計算した結果、非晶質シリコン中に均一
に混在する微結晶の粒径は、印加するバイアスの大きさ
を調整することにより、コントロールできることが判明
した。
転ポンプ２及び油拡散ポンプ３によシ、約１０”ｔａｒ
ｒの真空度とし、７ランボンベ４及び水素ボンベ５、更
に、必要な場合には、ドーパントガスボンベ６又は７よ
り、ガスを、混合容器ｌに所要の割合で導入し、混合す
る。混合されたガスを、流量言（８を通して、反応室９
中に一定流量で導入する。反応室９中の圧力を、メイン
パルプ１０を操作して、真空系１１で監視しながら調整
し、所要の圧力に維持する。次に、高周波発振器１２で
、電極１３及びｌ ３’間に高周波電圧を印加して、グ
ロー放電を発生させ、プラズマ状態とする０ついで、ヒ
ーター１４で加熱さｉｔだ基台上に載置され、所要の温
度に加熱された基板１５と、該基板１５とプラズマの藺
に設置した、網状グリッド１６の間に直流定電圧発生装
置１７を介して、電圧を印加しながら成膜する。電圧の
網状グリッド１６に負バイアスを印加するか、又は、網
状グリッド１６をアースして、基板１５に正バイアスを
印加することが好ましい。このようにして、製造したシ
リコン薄膜のＸ線回折像は、非晶質に帰因するハローパ
ターンに加え、／リコン結晶に帰属される回折線が観測
されることから、非晶質相の中に微結晶が混在している
ことが確認される。各ミラー指数によシ特定される、回
折線強度の比は、シリコン薄膜の製造条件により変化す
る。即ち、本発明の方法によれば、印加するバイアスを
変化させることにより、シリコン薄膜中に混在する微結
晶の配向性を制御することができる。更に、本発明の方
法で生成したシリコン微結晶の粒径を、５ｃｈｅｒｒｅ
ｒの式を用いて計算した結果、非晶質シリコン中に均一
に混在する微結晶の粒径は、印加するバイアスの大きさ
を調整することにより、コントロールできることが判明
した。
本発明で得られた結果は、網状グリッドをグロー放電中
に設置し、該網状グリッド又は基板にバイアスを印加す
るときは、プラズマ中に存在するイオン種の、基板へ到
達する量及び速度が、制御されるという原理に基づくも
のと推定される。
に設置し、該網状グリッド又は基板にバイアスを印加す
るときは、プラズマ中に存在するイオン種の、基板へ到
達する量及び速度が、制御されるという原理に基づくも
のと推定される。
従って、本発明の方法によれば、非晶質相の中に、シリ
コン微結晶が均一に分布するシリコン薄膜の、シリコン
微結晶の大きさ及び配向性を制御できる結果、得られた
シリコン薄膜に、電気伝導度等、ノリコン薄膜の物理的
性質に異方性を持たせることができるが、更に、本発明
の方法において、ドーパントを導入すれば、Ｐ型もしく
はＮ型半導体の物理的性質に、異方性を持たせることが
できる等、本発明が技術の発展に寄与する意義は太きい
。
コン微結晶が均一に分布するシリコン薄膜の、シリコン
微結晶の大きさ及び配向性を制御できる結果、得られた
シリコン薄膜に、電気伝導度等、ノリコン薄膜の物理的
性質に異方性を持たせることができるが、更に、本発明
の方法において、ドーパントを導入すれば、Ｐ型もしく
はＮ型半導体の物理的性質に、異方性を持たせることが
できる等、本発明が技術の発展に寄与する意義は太きい
。
具体的には、シリコン薄膜の伝導度に、異方性を付与す
ることにより、太陽電池等の漏れ電流を抑制することが
可能である。
ることにより、太陽電池等の漏れ電流を抑制することが
可能である。
以下に、実施例に従い、本発明を更に詳述するが、本発
明は、これにより限定されるものではない。
明は、これにより限定されるものではない。
実施例１
あらかじめ、Ｉ Ｘ １０ ’ ｔｏｒｒの高真空に
した反応室内に、フラン （ＳｉＨ４）と水素を、ｌ：
９の割合で混合した混合ガスを、流１１ｉｔｉｌによっ
て、金泥ｉｔ ｌ ＯＳ ＣＣＭ （５ｔａｎｄａｒｄ
Ｃｕｂｉｃ Ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ）に制御して、圧
力５０ｍ ｔｏｒｒで供飴した。この混合ガスに、約０
．５Ｗ／ｃｍ の高周波電力密度（Ｎ極側電力密度Ｐ
ｆは４０Ｗ）の電力を投入して、プラズマ状態とし、２
５０°Ｃに加熱されたガラス基板から約１０ｍｍ浮かし
て設置した＃ｌＯメツシュの網状グリッドに、直流定電
圧発生装置により、負バイアスを印加しながら成膜した
。
した反応室内に、フラン （ＳｉＨ４）と水素を、ｌ：
９の割合で混合した混合ガスを、流１１ｉｔｉｌによっ
て、金泥ｉｔ ｌ ＯＳ ＣＣＭ （５ｔａｎｄａｒｄ
Ｃｕｂｉｃ Ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ）に制御して、圧
力５０ｍ ｔｏｒｒで供飴した。この混合ガスに、約０
．５Ｗ／ｃｍ の高周波電力密度（Ｎ極側電力密度Ｐ
ｆは４０Ｗ）の電力を投入して、プラズマ状態とし、２
５０°Ｃに加熱されたガラス基板から約１０ｍｍ浮かし
て設置した＃ｌＯメツシュの網状グリッドに、直流定電
圧発生装置により、負バイアスを印加しながら成膜した
。
このようにして作製したシリコン薄膜のＸ線回折像は、
非晶質に帰因するノ・ローパターンに加え、５ｉ（１１
１：ｌ、［２２０１、〔３１１］ の各ミラー指数で特
定される結晶面に帰属するピークを有する。この様子を
、バイアス−２５０ボルトの場合と、バイアスを印加し
ない場合につき、第２図及び第３図に示しだ。このこと
から、本発明による製造方法により明らかに微結晶が存
在していることがわかる。
非晶質に帰因するノ・ローパターンに加え、５ｉ（１１
１：ｌ、［２２０１、〔３１１］ の各ミラー指数で特
定される結晶面に帰属するピークを有する。この様子を
、バイアス−２５０ボルトの場合と、バイアスを印加し
ない場合につき、第２図及び第３図に示しだ。このこと
から、本発明による製造方法により明らかに微結晶が存
在していることがわかる。
実施例２
基板をアースポテンシャルとして、網状グリッドの電位
を＋３００ボルト〜−２５０ポル）ｔで変化させる他は
、巣′・施例１と同様にしたところ、生成したシリコン
薄膜中の、シリコン微結晶のＸ線回折像の強度比重 〔
１１リ ／Ｉ［２２０］に関し、第４図の結果を得た。
を＋３００ボルト〜−２５０ポル）ｔで変化させる他は
、巣′・施例１と同様にしたところ、生成したシリコン
薄膜中の、シリコン微結晶のＸ線回折像の強度比重 〔
１１リ ／Ｉ［２２０］に関し、第４図の結果を得た。
網状グリッドの電位がＯの場合には、生成したシリコン
薄膜中のシリコン微結晶は、特に自己１句性を有せず、
シリコン薄膜として異方性力；生じない。
薄膜中のシリコン微結晶は、特に自己１句性を有せず、
シリコン薄膜として異方性力；生じない。
この場合の、Ｘ線回折像の強度比ｓｔ［ｚｌｌ／Ｓｉ［
２２０］ は、約１゜６のイ直を示すカニ、本発明の
場合には、この比が変化する。これは、眉４状グリッド
の電位を調整することにより、生ｊ戊するシリコン薄膜
中のシリコン微結晶の成長力１句を、コントロールする
ことができることを実ＳＩＦするものである。
２２０］ は、約１゜６のイ直を示すカニ、本発明の
場合には、この比が変化する。これは、眉４状グリッド
の電位を調整することにより、生ｊ戊するシリコン薄膜
中のシリコン微結晶の成長力１句を、コントロールする
ことができることを実ＳＩＦするものである。
第４図から明らかなように、網状グ１ノットの負バイア
スを増大せしめると、特に、工〔ｌｌｌ］／Ｉ ［２２
０］ の増大が顕著であり、Ｓｉ［ｌ１１］ｉ’Ｍｉ
が膜の成長方向に、負ノ（イアスの増力口とともに、配
向していることが確認できる。
スを増大せしめると、特に、工〔ｌｌｌ］／Ｉ ［２２
０］ の増大が顕著であり、Ｓｉ［ｌ１１］ｉ’Ｍｉ
が膜の成長方向に、負ノ（イアスの増力口とともに、配
向していることが確認できる。
又、本実施例により生成したシリコン微結晶の粒径は、
第５図に示す如く、印カロ電圧に依存する。
第５図に示す如く、印カロ電圧に依存する。
このことから、シリコン微結、鴇の粒径をも又、目Ｊ加
電圧により調整することができること力量実証された。
電圧により調整することができること力量実証された。
ただし、粒径は５ｃｈｅｒｒｅｒの式により算出したも
のである。
のである。
実施例３
網状グリッドをアースポテンシャルとして、基板の電位
を一３００ボルト〜＋１５０ボルトまで変化させた他は
、実施例１と同様にして、■〔１１１〕／Ｉ ［２２０
） を測定したところ、第６図の結果を得た。この結
果から、網状グリッドをアースポテンシャルとした場合
も、基板の電位を調整することにより、生成するシリコ
ン薄膜中のシリコン微結晶の成長方向を、コントロール
することができることがわかる。特に、基板に印加する
正バイアスが１００ボルト以上では、Ｉ（１１１）／Ｉ
［２２０，ｌ が１．６よりも大きくなっておシ、膜
の成長方向にシリコン微結晶のＳｉ［ｌ１１］面が配向
していることが確認できる。
を一３００ボルト〜＋１５０ボルトまで変化させた他は
、実施例１と同様にして、■〔１１１〕／Ｉ ［２２０
） を測定したところ、第６図の結果を得た。この結
果から、網状グリッドをアースポテンシャルとした場合
も、基板の電位を調整することにより、生成するシリコ
ン薄膜中のシリコン微結晶の成長方向を、コントロール
することができることがわかる。特に、基板に印加する
正バイアスが１００ボルト以上では、Ｉ（１１１）／Ｉ
［２２０，ｌ が１．６よりも大きくなっておシ、膜
の成長方向にシリコン微結晶のＳｉ［ｌ１１］面が配向
していることが確認できる。
もちろん、基板温度等の実験条件を変えることによ！＋
、ｓ；［２２ｏ） に配向させることができることも
確認されている。
、ｓ；［２２ｏ） に配向させることができることも
確認されている。
本実施例によシ生成したシリコン微結晶の粒径は・第７
図に示す如く、印加電圧に依存する。このことから、網
状グリッドをアースポテンシャルにした場合も、基板へ
の印加電圧を調整することにより、シリコン微結晶の粒
径を制御することができることが実証された。
図に示す如く、印加電圧に依存する。このことから、網
状グリッドをアースポテンシャルにした場合も、基板へ
の印加電圧を調整することにより、シリコン微結晶の粒
径を制御することができることが実証された。
第１図は、本発明を実施するだめの装置を表わす概略線
図である。図中符号ｌは混合容器、２は油回転ポンプ、
３は油拡散ポンプ、４はシランボンベ、５は水素ボンベ
、６及び７はドーパントガスボンベ、８は流量計、９は
反応室、ｌＯはメインパルプ、１１は真空計、１２は高
周波発振器、１３及びｌ ３’は電極、１４はヒーター
、１５は基板、１６は網状グリッド、１７は直流定電圧
発生装置である。 第２図及び第３図は、シリコン薄膜のＸ線回折線図の一
部である。上の線図は、バイアスを印加しない場合、下
の線図は、基板をアースポテンシャルとして、網状グリ
ッドに一２５０ボルトのバイアスを印加した、本発明の
方法で製造した、シリコン薄膜について示す。 第４図は、／リコン薄膜中に生成したシリコン微結晶の
存在を示す、Ｘ線回折像５ｉ（ｉｌｌ）とＳｉ［２２０
］ の強度比■〔ｌｌｌ］／工〔２２０〕の網状グリ
ッド電位に対する依存性を表わすグラフである。 第５図は、シリコン薄膜中に生成したシリコン微結晶の
粒径の、網状グリッド電位に対する依存性を表わすグラ
フである。 第６図は、Ｉ （１１１３／Ｉ ［２ｚｏ”Ｊの基板電
位に対する依存性を表わすグラフである。 第７図は、生成したシリコン微結晶の粒径の、基板電位
に対する依存性を表わすグラフである。 代理人 弁理士 滝 １）清 暉 ２５ ３０ ２ θ ［２２０］ ２ θ
図である。図中符号ｌは混合容器、２は油回転ポンプ、
３は油拡散ポンプ、４はシランボンベ、５は水素ボンベ
、６及び７はドーパントガスボンベ、８は流量計、９は
反応室、ｌＯはメインパルプ、１１は真空計、１２は高
周波発振器、１３及びｌ ３’は電極、１４はヒーター
、１５は基板、１６は網状グリッド、１７は直流定電圧
発生装置である。 第２図及び第３図は、シリコン薄膜のＸ線回折線図の一
部である。上の線図は、バイアスを印加しない場合、下
の線図は、基板をアースポテンシャルとして、網状グリ
ッドに一２５０ボルトのバイアスを印加した、本発明の
方法で製造した、シリコン薄膜について示す。 第４図は、／リコン薄膜中に生成したシリコン微結晶の
存在を示す、Ｘ線回折像５ｉ（ｉｌｌ）とＳｉ［２２０
］ の強度比■〔ｌｌｌ］／工〔２２０〕の網状グリ
ッド電位に対する依存性を表わすグラフである。 第５図は、シリコン薄膜中に生成したシリコン微結晶の
粒径の、網状グリッド電位に対する依存性を表わすグラ
フである。 第６図は、Ｉ （１１１３／Ｉ ［２ｚｏ”Ｊの基板電
位に対する依存性を表わすグラフである。 第７図は、生成したシリコン微結晶の粒径の、基板電位
に対する依存性を表わすグラフである。 代理人 弁理士 滝 １）清 暉 ２５ ３０ ２ θ ［２２０］ ２ θ
Claims (5)
- （１） シリコン原子を含む、グロー放電プラズマを
用いて、製造するシリコン薄膜において、グロー放電プ
ラズマと基板との間に、網状グリッド°を設置し、該グ
リッドと基板との間に、電圧を印カロすることにより生
成した、微結晶シリコン相とシト晶質シリコン相とが、
均一に混在するシリコン薄膜であって、該微結晶が一定
の配向性を有していることを特徴とするシリコン薄膜。 - （２） シリコン原子を含む、グロー放電プラズマを
用いて、シリコン薄膜を製造する方法において、グロー
放電プラズマと基板との間に、網状グリッドを設置し、
該網状グリッドと基板との間に、印加する電圧を調整す
ることにより、生成した１￥晶質シリコン相の中に均一
に混在する、微結晶／リコン相の結晶状態を制御するこ
とを特徴とする、微結晶シリコン相と非晶質シリコン相
とが、均一に混在するシリコン薄膜の製造方法。 - （３） 網状グリッドと基板との間に、印加する電圧
を、基板の方が網状グリッドより高くなるように調整す
ることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の
、シリコン薄膜の製造方法。 - （４） 微結晶／リコン相の結晶状態の制御が、結晶
の配向性について々されるどとを特徴とする特許請求の
範囲第（２）項又は第（３）項に記載の、シリコン薄膜
の製造方法。 - （５） 微結晶シリコン相の結晶状態の制御が、結晶
の粒径についてなされることを特徴とする特許請求の範
囲第（２）項又は第（３）項に記載の、シリコン薄膜の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14939982A JPS5939713A (ja) | 1982-08-29 | 1982-08-29 | シリコン薄膜及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14939982A JPS5939713A (ja) | 1982-08-29 | 1982-08-29 | シリコン薄膜及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5939713A true JPS5939713A (ja) | 1984-03-05 |
| JPS6367555B2 JPS6367555B2 (ja) | 1988-12-26 |
Family
ID=15474277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14939982A Granted JPS5939713A (ja) | 1982-08-29 | 1982-08-29 | シリコン薄膜及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939713A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62111435A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-05-22 | Hitachi Ltd | 低温プラズマによる成膜方法及び装置 |
| JPS6336522A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-17 | Yoshihiro Hamakawa | 非晶質薄膜の形成方法 |
| JP2009155112A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 多結晶薄膜の製造方法、複合ナノ結晶層の製造方法、電界放射型電子源、発光デバイス |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0544359Y2 (ja) * | 1988-03-18 | 1993-11-10 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5698820A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-08 | Nec Corp | Preparation of amorphous semiconductor film |
| JPS5767020A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-23 | Agency Of Ind Science & Technol | Thin silicon film and its manufacture |
-
1982
- 1982-08-29 JP JP14939982A patent/JPS5939713A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5698820A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-08 | Nec Corp | Preparation of amorphous semiconductor film |
| JPS5767020A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-23 | Agency Of Ind Science & Technol | Thin silicon film and its manufacture |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62111435A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-05-22 | Hitachi Ltd | 低温プラズマによる成膜方法及び装置 |
| JPS6336522A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-17 | Yoshihiro Hamakawa | 非晶質薄膜の形成方法 |
| JP2009155112A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 多結晶薄膜の製造方法、複合ナノ結晶層の製造方法、電界放射型電子源、発光デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6367555B2 (ja) | 1988-12-26 |
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